近年來我國製(zhì)造業總體規模已居世界***位(wèi),綜合(hé)實力不斷增強,成為名副(fù)其實的製(zhì)造大國。不僅突破了一批核心(xīn)技術,形(xíng)成了一批(pī)支(zhī)撐國民經濟發展的重大裝(zhuāng)備產品,更湧現出一批(pī)***的大(dà)企業,企(qǐ)業正在逐步成為技(jì)術創新主體,初步形成企業、高(gāo)校、院所聯動的產業創新體係。
與此同時,我國製造業自身仍存在自主創新能(néng)力不強、基礎能力(lì)薄(báo)弱、產品質(zhì)量不高、資源(yuán)利用(yòng)效率偏低、製造業與互聯(lián)網技術等新興信(xìn)息技術的融合程度低等問題。針(zhēn)對我國製造業發展對科(kē)技創(chuàng)新(xīn)的需求,“十三五”期間,先進製造領域重點從“係統集成、智能裝(zhuāng)備、製造基礎和先(xiān)進製造科技創(chuàng)新示範(fàn)工(gōng)程”四個層(céng)麵,圍繞13個主(zhǔ)要方向開展重點任務部署。其中,涉及儀器儀表行業發展的項目也獲重點扶持。
(一)增材製造
重點解(jiě)決增材製造領域微觀成形機理、工藝過程控製(zhì)、缺陷特征分(fèn)析等科學(xué)問題,突破(pò)一(yī)批重(chóng)點成(chéng)形工藝(yì)及裝備產品,在航空航天、汽車能源、家電、生物醫療等領域(yù)開展應用,引領增材製造產業發展。形成創新(xīn)設計、材料及製備、工藝及裝備、核心零部件、計量、軟件、標準等相(xiàng)對完善的技術創新與研發體係,結合重(chóng)大需求開展應用示範,具備開展大規模(mó)產業化應用的技術基礎。
1.增材製造控形控性的科學基礎
探索增材(cái)製造自(zì)由成形過(guò)程的成形(xíng)幾何精(jīng)度、成(chéng)形效率、材料組(zǔ)織結(jié)構與(yǔ)性(xìng)能的形(xíng)成規律與關(guān)鍵影響因素和控製方法,為提升增材製造工藝技術和裝備設計水平提供堅實的科學支撐,並為形(xíng)成重大原創性增材製造(zào)新技術提供科學指引。
2.基於增(zēng)材(cái)製造的結構優化設計技術
發展基於增(zēng)材製造工藝特性,融合力學、物理與化學多種(zhǒng)功能的結構(gòu)優化設計技術(shù),為(wéi)結構整體化、輕(qīng)量化、高性能(néng)化和滿足聲、光、電、磁(cí)、熱等多功能化提供設(shè)計方法和設(shè)計軟件,支撐(chēng)我(wǒ)國高端(duān)裝備的自主創新設計和跨越式技術發展。
3.增材製造專用材料(liào)製備技術
基於(yú)增材製造的工藝特性和應用需求,開展增材製造專用金屬和非金(jīn)屬材料的設計與製備技術研究,大限度地發揮增材製造技術優勢,大幅度(dù)拓展增材製(zhì)造的產業化應用領域。
4.增材製造的核心裝備設(shè)計與製造技術(shù)
針對激光/電子束選區熔化、激光選區燒結、高能束(shù)金屬沉(chén)積成(chéng)形、光固化、激(jī)光沉積打印、微滴噴射3D打印、熔融沉積造型等已經展示重大產業(yè)化應用(yòng)價值的增材製造技術,開展相關裝備設計與製造技術的深入研究,占據增材製造(zào)產業價值鏈的高端。
5.評價體係與標準建設
研究製定增材(cái)製造的材料標準、設計標準、工藝標準、裝備標準、檢測標準、數據標準和服務標準等7個(gè)方麵的標準(zhǔn)體係,為增材製造的廣泛產業化應用奠定基礎,並顯著增強我國增材製造技術的(de)國際競爭(zhēng)力。
(二)激光製造
麵(miàn)向航空航天、高端裝備、電子製造、新能源、新材料、醫(yī)療儀器等戰略新興產業的迫切需求,實(shí)現高端產業激光製造裝備的自主開發,形成激光製造的完整產業(yè)體係,促進我國激(jī)光製造技(jì)術與產業升級,大(dà)幅提升我國高端激光製造(zào)技術(shù)與裝備的國際競爭力。
1.激(jī)光與材料的相互作用機理
麵(miàn)向航空航天、新(xīn)能源、電子製造(zào)、醫療等領域的(de)重大需求,探索激光與材料相互作(zuò)用的複雜物化過程,研究超快激光製造的新原理、新方法、新應用。開展大功率激光/短波(bō)長激光與材料相互作用機理、高(gāo)精高效製(zhì)造方法等方麵的研究,掌握激光高品質表麵製造、精細製造、端微結構、高精高(gāo)效製造等(děng)製造機製與實現方法。
2.激光器與核心功能部件
研究激光器動力學,掌握(wò)激光晶體/光學晶體、半導體激光芯片(piàn)等激光器關鍵功能部件的國產化。針對高端製造用(yòng)激光器的迫切需求,開展工業化光纖/半(bàn)導體大功率激光器製造技術(shù)、工業化超快(飛秒、皮秒)激光器製造技術、工業化短(紫外、深紫外)波長激光(guāng)器製造技術等方麵的研究,開展激光器標準建(jiàn)設,實現高性能激光(guāng)器及(jí)核(hé)心關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化與產業化。
3.複雜(zá)構件表麵的激光精(jīng)細製造技術與裝備
研究激光表麵精細製造、激光清洗、激光拋光等核心技術,探索器件表麵功能性結構的激光(guāng)高質、高效製造機理與新技術,研究關(guān)鍵構件表麵微結構成形機理與實(shí)現方法,並掌握激光(guāng)光束路(lù)徑規劃及高速掃描、激光製造裝備在線監測與補(bǔ)償、激(jī)光製造過程精密在線檢測等裝(zhuāng)備關(guān)鍵技術,開發航空航天、微電子、生(shēng)物醫療等領域典(diǎn)型複雜構件的激光精密加工技術與裝備,提升國產激光製造技術與裝(zhuāng)備的競爭力。
4.大功率(lǜ)激光高效製造技術與裝備
研究特殊工況下的(de)激光製造機理與失效行為,突破大型構件激光製造裝備的設計製造技(jì)術瓶頸,攻克大型構件定位、質量在線檢測(cè)等關鍵技術,研究(jiū)激光切割、激(jī)光打孔、激光衝(chōng)擊(jī)強化、激光焊接以及激光(guāng)複合製(zhì)造等關鍵技術(shù),開發麵向飛機、船舶、高鐵等大型構件製造中的高端激光製造技術、裝備與標準。
5.先進(jìn)激(jī)光精密微細製造(zào)技術(shù)與裝備(bèi)
針對(duì)航空航天、微電子、新型微小航空器件、光(guāng)子集成器件等領域,突(tū)破激光衍射限的納米尺度製造、複雜微納操(cāo)縱(zòng)及激光納米連接、激光光束整形與協同控製等關鍵技術,開發硬脆材料高(gāo)效精密製造、異種材料的激光高性能連接製造、端微納結構精細製造(zào)等技術與裝備,並(bìng)設計和加工若幹具有重大應用前景的新型功能器件(jiàn)。
(三)智能機器人
推(tuī)動機器(qì)人產業與人(rén)工智能等新一代信息技術深度融合,突破共性關鍵技術,形成具有國際(jì)競爭力的(de)機器人(rén)產品,協同標準體係建設、技術驗證平台與係統建設、以及典型示範應用,支撐我國機器人技術和產業向高端發展。
1.智能機(jī)器(qì)人基礎前沿技術
結合機器人與(yǔ)以人工智能為代表的新一代信(xìn)息技術深度融合的國際發展趨勢,開展機構/材料/驅動(dòng)/傳感/控製與仿生的創新技術、智能(néng)機器人感知與認知技術(shù)、智能機器人學習與智能增殖技術、人機自然交互與協作共融技術等重大基礎前沿技術研究,搭建機器人技術驗證平台係統,開展試驗驗證,取得原創性創新成果,為我國新一代智能機器人提供技術支撐。
2.智能機器人共性關鍵技術
以攻克製約我國(guó)機(jī)器人(rén)技術與產業發展的共性關鍵技術為(wéi)目標,開展高性能機器人核心零部件(RV減速器、諧波(bō)減速器、伺服電機與驅動(dòng)器、機器人控製器)、專用、軟件體係及多任務操作係統、功(gōng)能軟件、計量(liàng)測試(shì)/安全與可靠性、應用工藝(yì)及係統集成等共性關鍵技術研究(jiū),建立機器人(rén)安全性與可靠性技術體(tǐ)係(xì),機器人性能達到國際同(tóng)類產品(pǐn)水平,解決我國機器人產業空心化問(wèn)題,提升國產機器人的國際競爭力。
3.新(xīn)一代機器人技術與平(píng)台(tái)
開展主/被動結合新型機構與驅動、模塊化柔順關節、關節變剛度彈性驅動、生物-機械界麵與接口的人機相容性設計、人機安(ān)全共存、智能交互、協同作業等新一代機器(qì)人(rén)核心技術研(yán)究,研製以(yǐ)協作型(xíng)多自由度輕型臂、協作型雙臂機器人、移動操作臂等為代表的新一代互助協作型作業(yè)機器人和以上肢外骨(gǔ)骼、下肢外骨骼、全身外骨骼(gé)等為代表的新一代人(rén)體行為增強型機器人試驗(yàn)樣機係統,為後續產品化奠定技術基礎,實現新一代(dài)機器人技術研究與世界同步,搶占技術與產業製高(gāo)點。
4.機器人關鍵產品/平台/係統研發
研發新型(xíng)作業機器人、醫療/康複機器人、麵向老年人/殘障人士的生活輔助機器人(rén)、特(tè)殊環境服役自主作業機器人、機器(qì)人雲端在線服務平台、機器人(rén)智能作業(yè)技術及係統等高端機器人(rén)關鍵產品/平台/係統(tǒng),豐富我國機器人產品種類,完善我(wǒ)國機(jī)器人產品譜(pǔ)係建設,提升我國機器人的整體(tǐ)性能與智能水平(píng),創新服務領域和商業模式,支撐我國機器(qì)人技術與產業向高端發展,徹底(dǐ)轉變低水平重複的局麵。
5.係統(tǒng)集成與應(yīng)用
推進我國(guó)機器人麵向製造業典型行業/重點領域、醫療/康複、助老助殘(cán)/智慧家庭/社會服務、安全與救援/科學工程等行業/領域的(de)係統集成與應用,實現我國機器人技術與產品在(zài)重點行(háng)業/領域高端應用和典型(xíng)領域拓展應用(yòng),提高國產機器人國際競爭力,為國產機器(qì)人產業化奠定基礎,加速推進我國智能機器人技術與產業的快速發展(zhǎn)。
(四)大規模集成電路製造裝備及成套工藝
針對移動通信、大數(shù)據、新能源、智能製(zhì)造、物(wù)聯網等重點領域大宗產品製造需求,重(chóng)點圍繞28-14納米技術節點進行工藝(yì)、裝備(bèi)和關鍵材料(liào)的協(xié)同布局,形成28-14納米裝備、材料(liào)、工藝、封測(cè)等較完(wán)善的產業(yè)鏈,推動全產業鏈專項成果的規模化應用(yòng),促進產業生態的改善和技術升級(jí),實(shí)現(xiàn)技術促進產業發展(zhǎn)目標。
1.光刻機及核心部件(jiàn)
研發幹式光刻機產品並實現銷(xiāo)售;研製28納米浸沒式光刻機產品,進入大生產線考核;開展配套光學係統、雙工件台等核心部(bù)件產品研發,並集成到整機;構建關鍵技術(shù)與產(chǎn)品開發平台,提升光刻(kè)機自主創新(xīn)能力(lì);建設(shè)光刻機光學(xué)係統等關鍵部件生產基地(dì),具備批量生產能力。
2.高端關鍵裝備及零部(bù)件
麵向集成電路(lù)14-10納米先進工藝,重點開展刻蝕、薄膜、化學機械處理、摻雜和檢測等關鍵裝備及其(qí)配套核心零部(bù)件產品研發,通過大(dà)生產線考核並進入銷售(shòu)。
3.成套工藝及知識產權(IP)庫
以(yǐ)移動通信應用為重點,開發14納(nà)米及相關產品工藝;以大數據應用為重點(diǎn),開發立體堆疊閃存(3D-NAND)存(cún)儲器工藝,開(kāi)展7-5納米關鍵技術研究;麵向新能源、智能製造、物聯網等重點領域大宗產品(pǐn)製造需求(qiú),開發特色(sè)產(chǎn)品工(gōng)藝平台;取得核心知識產權並實際應用。
4.關鍵材(cái)料
麵向45-28-14納米集成電路工藝,重(chóng)點研發300毫米矽片、深紫外光刻(kè)膠、拋光材料、超高純電子氣體、濺射靶材等關鍵材料產品,通過大生產線應(yīng)用考核認(rèn)證並實現規模化銷(xiāo)售;研發相(xiàng)關超高純原(yuán)材料產品,構建材料應用工(gōng)藝開發平台(tái),支撐關鍵材料產業技術創(chuàng)新生態體係建設與發(fā)展。
5.封裝測試
麵向移動互聯和(hé)汽車電(diàn)子等重大領域需求,圍繞處理器、存儲(chǔ)器、14-10納米(mǐ)工藝節點晶圓等產品開(kāi)發下一代封(fēng)裝集成與測試新技術以及相關的關鍵裝備和材料產品;實現可集成數模混合電(diàn)路、射頻、微(wēi)機電係統(MEMS)和光電等(děng)多功能異質材料芯片的三維係統集成技術的量產應用;建成有影響力(lì)的封裝集成產業共(gòng)性技術研發(fā)平(píng)台(tái),取得較完善的知識產權體(tǐ)係。
(五)新型電子製造關鍵裝備(bèi)
麵(miàn)向寬禁帶半導體器件、光件、MEMS(微機電係統)器件、功率電(diàn)子器件、新型顯示、半導體照明(míng)、高效光(guāng)伏等泛半導體產(chǎn)業領域的巨大市場(chǎng)需(xū)求,開展關鍵裝備與工(gōng)藝的研究,重點解決電子器件關鍵材(cái)料裝(zhuāng)備、器件(jiàn)製造裝備等(děng)高端裝備缺乏關鍵技術、可靠性低、工藝開發不(bú)足(zú)等問題,推動新技術研發與(yǔ)關鍵裝備研發的(de)協同發展(zhǎn),構建高端電子製造裝備自主創新體係。
1.寬禁帶半(bàn)導體/半導(dǎo)體照明等關鍵裝備研究
針(zhēn)對碳(tàn)化矽(SiC)、氮化镓(GaN)等為代表的寬禁帶半導體技術對關鍵製造裝(zhuāng)備的需求,開展大尺寸(6吋)寬禁帶半(bàn)導體材(cái)料製備、器件製造、性能檢測等(děng)關鍵裝備與工藝(yì)研究。針(zhēn)對高亮度半導體照明(LED、OLED)大生產線對製造裝備的需求,開展大產能材料製備、器件製造、性能檢(jiǎn)測等(děng)關鍵裝備研(yán)發,掌握核心技術與工藝,滿足大生產線要求。
2.光通訊器件關鍵裝備及工藝研究
針對光(guāng)通(tōng)訊器(qì)件製造對裝備的需求,重點圍繞矽基光電子芯片工藝裝備、InP(銦(yīn)磷)基等光電子(zǐ)芯片工藝裝備、光纖器件工藝裝備、光電子(zǐ)器件耦合封裝等關鍵裝備等開展研究,掌握核心技術,實現產品應用,提升國內光通訊器件製造能力及工(gōng)藝(yì)水平。
3.MEMS器件/電力電子(zǐ)器件等關(guān)鍵裝備與工藝研(yán)究
針對MEMS器(qì)件、電力電子器件等領域對裝備的特殊(shū)工藝需求,開展材料製備、芯片製造(zào)、特種封裝、性能檢測等關鍵裝備與工藝的(de)研發,掌握關鍵技術、開發特色工藝,提高國(guó)產裝備(bèi)的工藝適應性(xìng)及可(kě)靠性。研究基於國產裝備為主的成(chéng)套工藝,完(wán)成對國產裝備(bèi)的工藝優化(huà)、可(kě)靠性驗證及集成應用,打造自主產(chǎn)業鏈,提升產業競爭力。
4.高效光伏電池關鍵(jiàn)裝(zhuāng)備及工藝研究
針對下一代高效光伏電池技術(PERC、HIT、黑矽電池(chí)等)對關鍵裝備(bèi)及工藝的需求,開展大產能(néng)、高轉換(huàn)效率光伏電池製造工藝裝備、自動化製造裝備(bèi)、核心工藝等研究,降低電池片製造成本,轉換效率達到國際***水平(píng),實現批量銷(xiāo)售。
5.新材(cái)料(liào)、新器件關鍵電子裝備(bèi)與核心(xīn)部件研究
針對石墨烯、碳基電子器件、柔性顯(xiǎn)示、光互聯(lián)等國際上不斷出現(xiàn)的新(xīn)材料、新器件、新工藝對半導體技術相關的裝備需求(qiú),開展麵(miàn)向電子器件應(yīng)用石墨烯材料製備裝備(bèi)、大麵積(jī)轉移裝備、石墨烯電子器件製造裝備、柔性(xìng)顯示有機膜材料製備裝備、柔(róu)性顯示有機器件製造及檢測裝備、碳(tàn)基電(diàn)子器件製(zhì)造(zào)裝備(bèi)、光(guāng)互聯(lián)器(qì)件製備裝備、高密(mì)度封裝(zhuāng)等方麵的關鍵裝備開發,滿足(zú)研發(fā)或產業化需求(qiú),推動新技術研發與裝備研發的協同發展。
(六)高檔數控機床與基礎製造裝備
堅(jiān)持主機牽引、夯實基礎、突破核心、工藝驗證,聚焦航空航天和汽車兩個重點服務領(lǐng)域,重點攻(gōng)克高檔和功能部件等瓶頸,完成(chéng)150種以上智能、精(jīng)密、高速、複合型(xíng)高端製造業裝備的研製和示範應用,大幅提升重點工程、國民經濟重點領域關鍵製造裝備國產(chǎn)化率,在(zài)強化高端數控裝備單機智能(néng)化水平(píng)提升的基礎上,逐步實現由單機示範應用向智能化製造(zào)成組成套整體解決方案的提升,擴大專項裝備成果的應用成效。
1.航空航天領域高檔數控(kòng)裝備
聚焦航空航天典型結構件加工需求,以提高加工效率和(hé)質量為目標,突破關(guān)鍵(jiàn)工藝和編程等核心技術;開展高檔(dàng)五軸(zhóu)數控(kòng)機床與關鍵成形裝備(bèi)等主機的應用驗證與示範,推動高檔數(shù)控係統和以擺(bǎi)角銑頭為代表的關鍵功能(néng)部件實現批量化(huà)應用。
2.汽(qì)車製造領域高檔數控裝備
重點研究數控機床的可靠(kào)性快(kuài)速試驗技術與製造保(bǎo)障技術、數控係統的(de)可靠性第三方測試及可靠(kào)性增長(zhǎng)技術(shù),突(tū)破數控機(jī)床可靠性(xìng)MTBF>2000小(xiǎo)時的技術瓶頸,通過示範應用與工藝驗證,大(dà)幅提升國產數控機床的組線能力。加強成組成套工藝集成研究,為汽車關鍵零部件製(zhì)造提供(gòng)成套解決方案,實現國產高檔數控機床在汽車發動機關鍵零部件高(gāo)效(xiào)柔性加工與批量化製造中的成組成套應用。
(七)智能裝備與先進工藝
重點解決高端裝備產品質量較差、檔次不高,缺乏核心工(gōng)藝,智能化程度不足,可靠性及精度保持性難題,研製一批代表性智(zhì)能加工裝備、先進工藝裝備和重大智能成套裝備,支撐我(wǒ)國高端裝備向高精尖和智能化互聯方向發(fā)展,引領裝備的智能化(huà)升級。
1.智能機床
重點研究(jiū)新一代智能機床的技術特(tè)征、總(zǒng)體結構、核心模塊和關鍵(jiàn)技術,攻(gōng)克智能主軸/智能伺服進給/智能終端等智能單元、基於(yú)模型的複雜曲麵直(zhí)接插補、機床通用通信接口協議規範、加工狀態自(zì)感知/自學習/自適應/自(zì)優化、虛(xū)擬機床(chuáng)及虛擬加工、基於工業互聯網和加工過程大數據的監控及遠程服務、全(quán)生命周期可靠性評估與增長等核心關鍵技術,研製出具有國際***技術水平的新一代智能(néng)數控係統和智(zhì)能機床,並在(zài)重點領域開展應用(yòng)示範。
2.新型材料成形及加工裝備
重點攻克石墨烯/類石墨烯(xī)薄膜大幅麵製造(zào)過程晶態生(shēng)長監測及控製、石墨烯/類石墨烯薄膜大麵積轉移在線應力(lì)監(jiān)測與控製技術,研製出大(dà)幅麵石墨(mò)烯/類石墨烯製造成套裝備;重點突(tū)破複合材料製造工藝(yì)建模與仿真、耐高(gāo)溫陶瓷基複合材料低成本製造工藝及(jí)裝備、複合(hé)材料組合結構(纖維複合材料、蜂窩材(cái)料和增材製造)製造新方法等關鍵技術,為新(xīn)型(xíng)材(cái)料成形和加工提供新工藝和新技術。
3.複(fù)雜大型構件高效加工技術及(jí)裝備
重點攻克大型異種材料結構件(jiàn)高效低(dī)殘(cán)餘應力焊接、大規格球管類構(gòu)件整體成形技術,研製(zhì)出大型輕(qīng)量化結構低(dī)應力精確成形製造工藝與裝備;重點攻克複合材料混雜構件低成本複合成形(xíng)、複合材料構件低損傷加(jiā)工工藝與損傷檢測等關鍵技術,研製出(chū)複合材料/結構一體化設計與精確成形(xíng)協同製造裝備。
4.複合能場加工工藝及裝(zhuāng)備
重點研究複合能場耦合機理、複合(hé)能場對材料(liào)的協(xié)同作用機製,攻克複合能場加工質量在線監測、多工藝要素協同控製等關鍵技術,形成激光-電弧-磁場複合加工、異種(zhǒng)材料(liào)複合能場加工以及鋁鋰合金等新一代輕質合金多能場複合加工工藝,研製出多功能小型化複合能場加工裝備、多自由度大型結構件激光複合能場加(jiā)工裝備、以及端環境下(空(kōng)天、海洋等)現場製造工藝及裝備。
5.精密與超精密加工工藝及裝備
重點突破金屬超硬材料、超低密度材料(liào)、高分子聚(jù)合物、高精度光學元件、微機械及醫療生物零件等精密超(chāo)精密加工關鍵技術,探索研究超精密加工與微成形(xíng)的物化(huà)機(jī)理、微觀力學行(háng)為、表麵形貌演變規律、精度和性能映射等新原理,研發端製造環境下高精度大尺寸加工測量一體(tǐ)化、微納結構與功(gōng)能表麵的(de)原位測量、超高精度平/曲麵、微(wēi)納結構功能表麵加(jiā)工工(gōng)藝裝備、大功率(lǜ)超聲波應用技術等,並(bìng)在典型行業示範應用。
6.重大成(chéng)套機械(xiè)裝備
重點研(yán)究開發重(chóng)大成套機械裝備的數字化、網絡化、智能化關鍵(jiàn)技術,研製智能化大型工程機械、數字化重型礦山成套設(shè)備、大型(xíng)石化成套設備(bèi)、智能化港口/海工作業機械(xiè)和智能化農業(yè)機械等(děng)一批重大裝備,實現係統集(jí)成,推(tuī)進示範應用。
(八)製造基礎技術與關鍵部件(jiàn)
圍繞製造基礎技術(shù)與關鍵部件(jiàn),開展基礎技術與前沿技術研究(jiū),突破關(guān)鍵技術與共性技術,建立健全(quán)基礎數據庫、工業試(shì)驗(yàn)驗證平台和安全保障技術,完善技術(shù)標準體係(xì),為逐步解決國產裝(zhuāng)備“空心化”提供技術支撐,大(dà)幅度提高為重點領域和重大成套裝備自主配套能力。
1.基礎件
圍繞高速精密重載軸承開(kāi)展軸承服役性能演變規律與(yǔ)失效(xiào)機(jī)理等基礎理論、材料對性能影響規律和失效機理等研(yán)究,掌握高速、精密、重載軸承設計理論、壽命理(lǐ)論及試驗方法,動態(tài)性能試驗技術與方法,掌握高(gāo)鐵軸(zhóu)箱軸承、風力發電機(jī)組主軸與齒輪箱軸承、機器人和機床精密軸承、特大型裝備靜***承等設計、試(shì)驗和(hé)批量化製造(zào)核心技術,開展典型應用示範。
圍繞高參數齒輪及傳動裝置開展(zhǎn)高參數齒輪傳動齧合失效機理、特殊條(tiáo)件下齒輪副基本(běn)工(gōng)作理(lǐ)論、研究,研究高速重載齒輪傳動、輕合金齒(chǐ)輪、高性能蝸杆傳動及新(xīn)型機構,基準級別齒輪漸(jiàn)開線樣板設計與超精密製造和計量,突破高參(cān)數齒輪傳動和精密減(jiǎn)速器(qì)設計、製造和(hé)檢測共性關鍵技術,形成標準及技(jì)術規範,實現高參數齒輪及傳動裝置在民用(yòng)航空裝備、工程機械、大型海洋裝備、高速列車、海上風電、機器人等裝備的示範應用。
圍繞高端液壓件與密封件開展新型高功率重量比和高能量(liàng)密度液壓件的設計方法研究,高參數液(yè)壓閥、泵等新結構和新(xīn)方法研究。研究密封可靠性設計、延壽(shòu)、運行試驗技術,開發高(gāo)性能檢測、可(kě)靠性評估和測試裝備(bèi),建立性能評價體係與標準。開發高壓力(lì)等級多路(lù)閥和液壓泵、大規格柱塞泵與比例流量閥、高(gāo)效率靜液傳動元件與係統、高參數密封件、液壓動力總成係(xì)統等,實現在工(gōng)程機械與農業機械、重型機械、航空航天、海洋工程裝備等示範(fàn)應用。
2.基礎製造工藝
研(yán)究高活性金屬與(yǔ)鑄型界(jiè)麵反(fǎn)應(yīng)機製和成形方法、鑄造全流程(chéng)精確控製、鑄造過(guò)程仿真與(yǔ)在線檢測等關鍵(jiàn)技術,掌握鈦合金、高溫合金鑄件精密鑄造技術、鑄鍛件近淨成形與精準成形工(gōng)藝,開展各類材料成形過程動(dòng)態(tài)仿真參數優化技(jì)術研發應用,實現典型(xíng)產品應用示範。
研究零件可控清潔熱處(chù)理工藝、真空等溫淬火熱處理工藝等關鍵技術,開發清潔熱處理裝備,完善熱處理工藝數據庫。開(kāi)發高溫耐蝕塗層技術、潤滑耐磨抗氧化表麵工(gōng)藝材料、工藝(yì)及表麵處理裝備(bèi)。
研究(jiū)高速幹切基本機理和新型(xíng)幹切機床結構,工藝參數優化及基礎數據庫;研究微量潤滑作用機理和測試選用技術,低溫微量潤滑集成製造技術(shù);環保清潔切削液配置技術。
3.工業性驗證平台與基礎數據庫
建立精密齒輪及(jí)傳動裝(zhuāng)置、高壓大流量液壓元(yuán)件、高參數密封件、高(gāo)速重載軸承等關鍵基礎件性(xìng)能及可靠性試驗平台,工業傳感器、智能儀器儀表性(xìng)能及可靠性測試平台,對相關的基礎技術(shù)、關鍵部件與產品進行(háng)試驗驗證,完善技術標準體係。
研究先進製造工藝方法(fǎ)、工藝基礎數據庫,研究並整(zhěng)合國內外製造工藝相關數據資源,建立健全製造基(jī)礎技術數據庫(kù)、基礎製(zhì)造工藝資源環境屬性(xìng)數據庫等。研發基礎數據采集工具和知(zhī)識庫管理係統和標準,開發麵向基礎工藝和典型(xíng)產品全生(shēng)命周期環境影響評價工具。
4.製造過程安全保障關鍵技(jì)術
研究關鍵部件故障響應安全機製、功能安全定量計算(suàn)數學模(mó)型和定性評價體係等功能(néng)安全設計與評(píng)估驗證技術;研究物理安全、功能安全、網絡安全一體化融合的方法理論(lùn)、製造係統安全一體化管控等安全一(yī)體化融合技術;研究安全威(wēi)脅和攻擊機理分析與建模、實時攻擊隔離與抑(yì)製等工業互聯網安全技術;故障預測(cè)與健康管理(PHM)等(děng)測(cè)控產(chǎn)品安全可用關(guān)鍵技(jì)術研究;開展功能、網(wǎng)絡安全工業化試驗驗證,典型工業協議安全性分析驗證,工業互聯網安全漏洞庫(kù)等研究。
(九)工業傳感器(qì)
針對工業互聯、智能製造(zào)的高端需(xū)求,順(shùn)應傳感器微型化、集(jí)成化、智能化(huà)發展趨勢,形成一批高端傳感器和儀器儀表產品,支撐我國智能製造發展,解決微納傳感器矽基兼容製造、封裝、可靠性、集成化等核(hé)心共性技術,引領未來發展。
1.工業互聯網(wǎng)用微納傳感器
研究(jiū)無源無線多參數監測傳感器(qì),高能(néng)量密度(dù)振(zhèn)動能量收集器等前沿技術。研發(fā)傳感器與電(diàn)路協同設計技術及設計工具,傳感器與(yǔ)電路單片集成工(gōng)藝技術,矽基功(gōng)能薄膜兼容製造等關鍵共性(xìng)技術。開發單片集成傳感器,陣列傳感器,多功能(néng)傳感器,低功耗(hào)傳感(gǎn)器,無線集成傳感器等產品。
2.離散製(zhì)造業用(yòng)微納傳感器
研究(jiū)柔性襯底傳感器,芯片級原子效應傳感器等前沿技術,研發數字全場激(jī)光(guāng)超(chāo)聲檢測技術(shù),高精度二維三維光(guāng)柵測試等關鍵共性技術。研發運動部件溫度、應變、振動傳(chuán)感器,轉速傳感器,微型繼電器,微型電場傳感器,***位移同(tóng)步測量(liàng)傳感器,微(wēi)型(xíng)高精度姿態測量單元等產品。
3.流程(chéng)工業用微(wēi)納傳感(gǎn)器
研究高精度(dù)諧振式壓力傳感器,微型聲矢量傳感器等前沿技(jì)術。研(yán)發傳感器芯片與封裝(zhuāng)材料特性測試技(jì)術及其(qí)數據庫(kù),微傳感器可靠性及其測試等關鍵共性技術。研發高溫(wēn)壓力傳感器、風速風(fēng)向傳感器、紅外高(gāo)溫傳感器、工業現場氣體檢(jiǎn)測傳感(gǎn)器(qì)等產品(pǐn)。
4.智能製造用儀器(qì)儀(yí)表
研究智能儀器儀表可靠性建模、設計與仿真,參數標定與校準、非線性補償方法(fǎ)等動態測試與性能評估,關鍵部件芯片化等前(qián)沿技術;研發複雜工業測量(liàng)儀表在(zài)線標定,高端智能測量儀表設計(jì)、精確自動補償、生產工(gōng)藝、裝配等,在線分析儀器小型化關鍵部件、微弱信號(hào)精密檢測等共性關鍵技術(shù);研發高(gāo)精度壓力(lì)/質量/流(liú)量/物位(wèi)儀表,壓力/質(zhì)量流量儀表在線批量化標定裝置,小型化在線分析儀、感知/控製/驅動一體化控製器等產品。
5.特種專用儀器儀表
研究力熱平衡結(jié)構設計、多傳感器(qì)三維納米定位等納米三坐標測(cè)量,工件姿態和運動參數測量、空(kōng)間坐標(biāo)測量、大(dà)型零部件尺寸和形位(wèi)誤(wù)差測量、激光跟蹤等大型裝備製造智能化(huà)測(cè)量(liàng)等前沿技術,研發工業現場級虛(xū)擬測量、工業(yè)設施現場故障診斷、特種執行機(jī)構和控製閥(fá)設計、製造和仿真等共性關鍵技術,研製激光(guāng)跟蹤(zōng)測量儀器、現場級虛擬測量儀表、複雜機械運行故障檢測等工業現場(chǎng)專用診斷儀器(qì)、特種執行機構和控製閥等。
(十)智能工廠
適應工廠智能化的發展(zhǎn)趨勢,重點研發智能(néng)製造標(biāo)準化共性關(guān)鍵技術,實現智能工廠共性關鍵技術研(yán)發、技(jì)術的工程化和(hé)產業化。提(tí)升我國工業自動化行業(yè)的整體創新水(shuǐ)平和自主裝(zhuāng)備(bèi)能力,滿足(zú)科技創新、產業升級和轉型的重大戰略需求(qiú)。
1.工業互(hù)聯網技術與係統
針對物理信息係統中信息與物理交叉融合造成的複雜性(xìng)係統問題(tí),建立(lì)工(gōng)業互聯(lián)網(wǎng)複雜係統模型,攻克以智能工廠為對象的全網互聯技(jì)術,給出工業互聯網複雜係統的實現能力、性能分析與評價方法。重點研究工業互聯網一體(tǐ)化架構(gòu)、工業互聯網的泛在感(gǎn)知網絡互聯和實時控製(zhì)技術、多源異構網絡互聯與(yǔ)語義化互操作技術、動態自組織軟件定義的(de)工業控(kòng)製網絡技術、工(gōng)業互(hù)聯網驗證測試平台。攻克大規模、異構、高實時、高安全、可重構工業互聯網共性關鍵技術,實現工業互聯網(wǎng)係統安全可靠應用,建立工業互聯網與(yǔ)智能工廠測試驗證平台。
2.智能控製器與係統
以新一代信息技術(shù)為基礎,研(yán)製新型、高端、可信智能控製器,提(tí)升工廠製造(zào)過程和製(zhì)造裝備的自有處理能力和智(zhì)能水平。重點研究智能裝備CPS型控製器與關鍵技術、基於移動互聯的(de)智能產線控(kòng)製管理器(qì)、高可信多重冗餘(yú)控製係統與關鍵技術、新(xīn)一代SCADA係統與關鍵技術、工(gōng)業組(zǔ)態和工業監(jiān)控等工(gōng)業軟件(jiàn)、精密(mì)係統裝配過程數據采集(jí)與控製裝置。攻克雲端(duān)服務、高實時任務、高可信控製(zhì)共性關鍵(jiàn)技術,實現實時(shí)仿真、全(quán)分布式控製、多種控製器無縫集成(chéng)。
3.製造過(guò)程的係統設計、控製與(yǔ)優化
針對智能工廠的(de)工程化(huà)基礎方法和實施手段,研究開(kāi)發麵向CPS的工程工具和實時在線優化控製工具(jù)以及先進的模型庫知識庫,提升(shēng)智能工廠的工(gōng)程應用目標。重點研(yán)究生產過程與設備的建模仿真與優化控製技術、先進(jìn)製造智能(néng)服務體係與全流程智能優化技術、全(quán)過程的數據實時獲取分析與信息整合(hé)技術、工業互聯網(wǎng)語義化編程技術與(yǔ)組(zǔ)態工具、分子級表征建模工具與在線實時優化控製係統設計平台、模塊化(huà)協同設計工具(jù)與實時控製係統設計平台。攻克(kè)分子級表征與建模、多層域(yù)多尺度建(jiàn)模、係統(tǒng)設計、基於知(zhī)識和數據的仿真(zhēn)模擬與實時優化、在線服務與全流程(chéng)優化技術,實現仿(fǎng)真設計與控(kòng)製優化係統(tǒng)工具與平台。
4.CPS製造執行係統與運營管(guǎn)理
針對智能工廠的(de)生產要(yào)素、能效管理、智能決策和生產服務關鍵技術,研究基於“互聯網+智能工廠”的運營管理平台,實(shí)現智能工廠平台化方法的建立和實施。重點研究基於雲平台的CPS製造執行係統、製造過程能效仿真、監測與管控技術、生產要素的狀態監測診斷與健康管理技(jì)術、企業級輔助決策智能化與可視化平台。攻克服務總線、動態配(pèi)置、能效模型、生產(chǎn)要素模型、可視化呈現、智能輔助決策關鍵技術,實現智能工(gōng)廠的運營管理。
5.智能工廠(chǎng)的可重構技術及原型平台(tái)
針對智能工廠批量化定製需求,研究工控係統可重構技術(shù),研製智能工廠原型平台,實現產線裝備、製造過程和雲平台服務資源可重構能力。重點(diǎn)研究裝備控(kòng)製(zhì)器可重構技術、產線可重構技術、工業互聯網與雲平台可(kě)重構技(jì)術、智能(néng)工廠可(kě)重構原型平台。攻克裝備控製係(xì)統可重構技(jì)術、產線裝備(bèi)可重構技術、工業(yè)互聯網可重構技術、雲(yún)平台服務資源可重構技(jì)術,實現集成可重構技術的(de)智(zhì)能工廠原(yuán)型平台。
(十(shí)一)網絡協同製造
以推進互(hù)聯網與製造業、服務與製造融合發展為主線,以重塑製造業技術體係、生產模式(shì)、產業形(xíng)態(tài)和價值鏈以及促進製造業轉型升級為目標,探索一批引(yǐn)領發展的製造與服務新模式,突破一批網絡協同製造理論、關鍵技術與標準(zhǔn),研發一批“互聯網+”協同製造工業軟件,創建一批(pī)“互聯網+”製造服務平(píng)台。
1.網絡協同製造模式與理論
圍繞推進互聯網與製造業、服務業與製造業(yè)融合發展以及(jí)打造智慧企業的創新需求,探索(suǒ)雲製造等網絡(luò)協同(tóng)製造新模式;研究(jiū)智慧空間與工業大數據(jù)、服務型製造(zào)與製造服務融合等前沿理論(lùn);研發與構建產品全生命(mìng)周(zhōu)期製造服務融合、多模式智(zhì)能供應鏈、服務價值鏈協同、多學科支撐的工業大數據精準分析、在線運維與預測運營等核心模型與關鍵技術。為重塑製(zhì)造業技術體係、產業形態和價值鏈提供理論支撐。
2.“互聯網+”協同製造工業軟件
圍繞基於互聯網的協同製(zhì)造服務新模式,麵向創新設計(jì)、企業經營與資源管理、產品全生命周期製造服務以及工(gōng)業雲、工業大數據、工業互聯網等平台係統的構建,研發複雜產品(pǐn)全(quán)數字化優(yōu)化和仿真、產品全生命周期/服務生命周期(qī)管理、資源管理與智能供應(yīng)鏈協同、基於OT的智能服務、工業(yè)大(dà)數據分析等平台係統(tǒng)與軟件,形成“互聯網+”協同製造工業軟(ruǎn)件係統,支撐網絡協同製造創新發展。
3.基於“互聯網+”的(de)創新設計
探索(suǒ)支撐(chēng)製造業要素資源共享(xiǎng)互聯及社會力量參與互動的研發(fā)設計新模(mó)式;攻克“互聯網+”環境下設計資源共享、研發設計價值(zhí)鏈協同以及眾創空間構建新(xīn)技術;研發支持(chí)雲(yún)製造(zào)的設計資源共享與協同創新平台、典型行業眾創(chuàng)服務平台以及製造業產品眾(zhòng)包設計服務平台。推進製造業從“企業創(chuàng)新”到“眾創眾包”的發展轉變。
4.資源管理與智能供應鏈
攻克(kè)“互聯網+”環境下基於工業雲與工業大數據的企業經營管理及資源(yuán)集成(chéng)共享技術、智能供應鏈協同與精(jīng)準服務技術;研發製造核心企業和第三方服務商主導的多模式製造企業經營管(guǎn)理與資源集成共享雲平台、智能供(gòng)應鏈管(guǎn)理集成(chéng)平(píng)台與產(chǎn)業價值鏈協同雲(yún)平台;構建企業製造資源協同空間。推(tuī)動(dòng)從(cóng)“企業運行”向價值鏈“協同運營”轉變。
5.產品全生命周期製造服務
攻克製造(zào)服務價值鏈重構、產品服務生命周期管理、在線運(yùn)維與預測運營等關鍵技術;研發產品服務生命周期集成管理平台、製造服務價(jià)值鏈協同雲服務平台以(yǐ)及(jí)高(gāo)端裝備智能預測與精準服務(wù)雲平台;打造製造與服務融合的服務價值鏈協同新體係。支撐製造業向“製造+服務”轉型升級。
6.工業大(dà)數據驅動的網絡協同製造平台
攻克產品數據鏈、資源數據鏈(liàn)、供應數據鏈、製造數據鏈、服務(wù)數(shù)據鏈及其(qí)無縫集成、工業大數據驅動的企業智能決策與預測預警等關鍵(jiàn)技術;研發基於工(gōng)業大數據的企業業務管控與決策分析、企業智(zhì)慧數據空間構建等技(jì)術係(xì)統;打造雲(yún)製造服(fú)務平台、工(gōng)業大數據驅動的網絡協同製造平台等;構建企業智慧數據空間(jiān),開展平台典型應(yīng)用。
(十二)綠色製造
重點麵向我國製造業發展中高能耗、高汙染的問題,以提高(gāo)資源(yuán)能源(yuán)效率和降低(dī)環境負荷為主線,以綠色產品、綠色工廠為目(mù)標(biāo),掌握生態設計理論與工具、綠色製造方法(fǎ)與工藝、試驗驗證平台、綠(lǜ)色標準與(yǔ)規範等基礎共性技術,推廣基礎製(zhì)造工藝綠色化、流程工業綠色化技術(shù),提升(shēng)通用設備產品能效、工業廢棄(qì)物(wù)回收再製造與再(zài)資源化等生態效率水平。
1.基於綠色理念(niàn)的減(jiǎn)量化設計與創新設計
通過(guò)創新(xīn)研發,突破新材料應用及改性設計、節能降噪設(shè)計、個性化定製設計、可拆解與回收設計等生態(tài)設計關鍵技術。掌(zhǎng)握全生命(mìng)周期高效綠色循環再利用基礎理論及關鍵技術(shù),實現戰略(luè)性資源高效綠色循環再利用。研究典型綠色產品(pǐn)新(xīn)原理、新(xīn)結構設計及應用關(guān)鍵技術,開(kāi)發(fā)一批綠色製造前沿技術、核心技術與裝(zhuāng)備,開發推廣綠色產品,引導(dǎo)綠色生產。
2.綠(lǜ)色加工工藝與裝備
重(chóng)點研究基礎工藝綠色化技術、流程工業綠色(sè)工藝技術(shù)、量大麵廣的典型通用設備產品節能、減(jiǎn)排、降(jiàng)耗技術。實施重點行業係統改造的示範應用。開發高效清潔基礎(chǔ)製造工藝及裝備、無害化表麵處理工藝技術、少無切削(xuē)液清潔加工工藝與設備、鋼鐵短流程工(gōng)藝(yì)、有(yǒu)色金屬清(qīng)潔冶煉工藝。開展製造(zào)工藝創新和集成應用,加快實現重點行業製造係統和裝備的綠(lǜ)色升級。
3.製造係(xì)統能效優化關鍵技術
圍繞製造係統能效優化與提升(shēng)和終端用能產品節能,突(tū)破產品能效及其(qí)集成優化(huà)匹配技術,製造係統機群綜合能效模型與智能分(fèn)析技術、機群綜合能效的智能協同優化(huà)控製技術;掌握係統能效分析(xī)與獲取(qǔ)、能效評價(jià)、監控與優化管理、設備係統能效提升(shēng)、工藝係統多(duō)目標決策優化、工件比能效率提升(shēng)等係列(liè)關(guān)鍵技術;在規(guī)模以上企業開展車間、工廠以及產業集群的(de)能耗定額管理和高能效優化運行,推行製造係統能效評價和優化應用。
4.資(zī)源循環利用核心技術
突破典型機械裝備及零(líng)部件智能再製造和流程行業在役再(zài)製造關鍵技術,推動再製造成套技(jì)術與裝備水平上台階(jiē)及產業模式創新,培育形成從舊件到再製造產品的循環產業鏈,提高再製造效率及其產業(yè)附加值。掌握大宗材料高效、精細化、高附加值資源化技(jì)術(shù)和裝備,推進資源再生利用產業規範化、規模化發展(zhǎn),逐步(bù)擴大產業規模,提升(shēng)資(zī)源化效率及其產業(yè)附加值,培育形成新的(de)經濟增長點(diǎn)。
5.行業/區(qū)域綠色工廠(chǎng)、綠色產品(pǐn)集成應用示範
創新綠色製造產業新模式,係統研究綠色製造的基礎(chǔ)理(lǐ)論、運行模式、建模仿真技術,綠色產品、綠色工廠標準體係、評價(jià)標準。在汽車、機床、鋼鐵、冶金等行業/區域的開展(zhǎn)全產業鏈綠色製(zhì)造技術、綠色工廠、綠色產(chǎn)品的集成應用示範。
(十三)先進製造科技(jì)創新示範工程
圍繞“智能化(huà)、服務化、綠色化”發展的(de)大趨(qū)勢,積推進智能一代機械產品創新示範、製(zhì)造(zào)業信息(xī)化創新示範和綠色製造集成(chéng)應用創新示範等工作(zuò),培育(yù)示範行業、示範(fàn)省市(shì)、示範企業,大力推動和(hé)引領信息技術與製造技術深度融合發(fā)展,支撐製造業向高(gāo)端製造和價值鏈(liàn)高端轉型升級。
1.智能化裝(zhuāng)備/生產線集成技術開發與應用示範
重點麵向工程機械、紡織機械、輕工機械、流程工業機械等行業重(chóng)點骨幹(gàn)企業,研究智能化裝備/生產線關鍵技術及標準規範(fàn),研發智能化製造裝備(bèi),構建智能化生產(chǎn)線,開展應用示(shì)範,提升裝(zhuāng)備/生產線整體使役性能(néng)。
2.智能工(gōng)廠集成技術開發與應用示範(fàn)
麵向重大(dà)裝備(bèi)製造、柔性化定製生產、流程生產行業(yè)重點骨幹企業,研究智能工廠集成應用技術和相(xiàng)關標準規範,研發智(zhì)能工廠模型,構建智能工廠運行管控平台及係統,開展應用(yòng)示範,支撐企業敏(mǐn)捷(jié)化、柔性化、定製化、智能化和高效、綠色生產。
3.網絡化製(zhì)造(zào)服務關鍵技術研究(jiū)與應用示範
麵向大型複雜裝備、汽車、家電等行業,圍(wéi)繞產(chǎn)品全生命周期和服務價值鏈,研究服務型製造、雲製造、互(hù)聯製造、雲服務等製造服務關鍵技術,構建網(wǎng)絡化(huà)製造服務平台,開展(zhǎn)應用示範,引領製造(zào)業向服(fú)務化和價值鏈高端(duān)轉型。
4.智慧企業集成技術開發與應(yīng)用示(shì)範(fàn)
麵向生產行業(yè)龍頭企業,研究(jiū)基(jī)於互聯網的協同製造新模式和智慧企(qǐ)業模型,構建工業大數據驅動的網(wǎng)絡(luò)協同製造平台,提高智慧企業綜合管理運營水平,開展應用示範,提升企業核心業務能力和參與全球競爭能力。
5.重點行業/典型區域(yù)先(xiān)進製造綜合應(yīng)用(yòng)示範
麵向重點行業和製造業相對(duì)密集的省市地方支柱(zhù)及特色產業,組織實施“智能一代機械(xiè)產品創新示範”、“製造業信息化創新示範”和“綠(lǜ)色製造集(jí)成應用(yòng)創新示範”,開展智能化裝備/生產線、智能工(gōng)廠、網絡化製(zhì)造服務、智慧企業、綠色製造(zào)等綜合應用示範,建(jiàn)設技術(shù)服務體係,培育示範企業,帶動智能化(huà)、綠(lǜ)色化、服務化推廣應用。
6.先進製造(zào)技術服務體係與支撐環境建(jiàn)設
麵向重點行業(yè)和典型區域,政府引導與市場機製相結合,建設技術服務平台、機構,完善人才培訓、谘詢服務、應用示(shì)範體係建設,形成先進(jìn)製造技術服務體係(xì)與支撐環境,為製造業轉型升(shēng)級和創(chuàng)新(xīn)發展營造良(liáng)好的支撐環(huán)境。
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